Introdução à Tensão e Corrente Elétrica
Na última aula trabalhamos as diversas formas de energia, analisando cada situação e fazendo paralelos com a energia elétrica. Isto é, entendemos que a Energia Elétrica e a Potência têm relação com a tensão e a corrente elétrica. Neste post entenderemos melhor o que a corrente elétrica a tensão.
Podem ocorrer inúmeras questões, quando manuseamos, observamos e desmontamos alguns aparelhos elétricos. O que significa ligar um aparelho elétrico? Por que existe corrente elétrica em um aparelho ligado? No que se consiste a corrente elétrica? Como ocorre o aquecimento? Tais questões somente podem ser respondidas considerando-se o que acontece no interior do fio quando se estabelece nele uma corrente elétrica. Isso significa que elas não podem ser respondidas pelas observações diretas dos circuitos elétricos, já que não conseguimos ver o que está acontecendo dentro do fio. Um pedaço de fio em um circuito ligado tem a mesma aparência externa que um desligado. Por outro lado, existem evidências de efeitos devidos corrente, como, por exemplo, o aquecimento nos fios, ou, ainda, um choque elétrico.
Se formos ao dicionário buscar o significado da palavra modelo, vamos encontrar, entre outros, o seguinte: “Conjunto de hipóteses sobre a estrutura ou comportamento de um sistema físico pelo qual se procura explicar ou prever, dentro de uma teoria científica, as propriedades do sistema”. No caso estudaremos apenas um dos modelos de como podemos entender a eletricidade.
Um aspecto interessante dessa explicação que os modelos são concebidos no interior de teorias. No nosso caso, estamos interessados em compreender no que consiste a corrente elétrica em um metal. Os metais, do ponto de vista microscópico, são formados por íons e a corrente elétrica associada a um tipo de movimento de elétrons nos espaços entre os íons. Desse modo, o nosso modelo envolve, necessariamente, a teoria que descreve as interações entre elétrons e íons. Atualmente, a teoria aceita para descrever o comportamento de partículas elementares o da Mecânica Quântica. Entretanto, nos restringirmos a outro modelo mais simples, baseado na Mecânica Clássica, elaborado pelo físico alemão Paul Drudde, em 1900, e desenvolvido pelo físico austríaco Anton Lorentz, em 1909. importante notar que, apesar de simples, esse modelo bastante realístico, porque até as verses quânticas atuais preservam muitas características do modelo clássico.
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Um átomo isolado de um metal qualquer eletricamente neutro. Por exemplo, um átomo de cobre constituído por um núcleo que contém 29 prótons cercados por 29 elétrons, o de prata contém 47 prótons e 47 elétrons. Já um fio metálico contém um número muito grande de partículas e por isso a sua estrutura é diferente. No interior do metal, cada átomo perde, em geral um ou dois elétrons, tornando-se portanto, íons positivos. Tais íons se arranjam de modo bastante regular, constituindo uma rede cristalina tridimensional.
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Em outras palavras, num metal, a grande maioria dos elétrons está presa nas vizinhanças dos núcleos, enquanto que outros podem se deslocar por todo o seu interior. Por isso que esses últimos são denominados elétrons livres.
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Pergunta:
Como ligamos os aparelhos elétricos? Do que dependem?
O que a tenso? Como medimos? Qual a unidade de medida da tensão elétrica?
O que a corrente elétrica? Como medimos? Qual a unidade de medida da corrente elétrica?
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